Artikel top billede

(Foto: Computerworld)

Dansk gymnasieteam til amerikansk robotdyst

Danske unge på Fablab i København sender for første gang robotter afsted til international robotkonkurrence.

Af Palle Vibe, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Robotbygning er ikke kun forbeholdt store firmaer med masser af penge og veluddannede medarbejdere. I Københavns nordvestkvarter på Fablab gør et hold af unge mennesker sig klar til at sende det første nordiske hold robotter afsted til en stor international robotdyst. Fablab eller Fabrikations Laboratorium udgøres dels af et højteknologisk værksted, dels af et netværk af nysgerrige, innovative, opfindsomme og kreative brugere med lyst til at opnå teknisk viden og kunnen samt også lysten til at dele ud af deres viden. Centrum i den særlige aktivitet har været et team af 12 unge gymnasieelever, der er udvalgt af Akademiet for Talentfulde Unge med henblik på at deltage som Nordens første hold i den store amerikanske robotkonkurrence FRC (First Robotic Competition). Konkurrencen er specielt udformet for unge mennesker, der dyster indbyrdes, og i år hedder begivenheden FIRST Stronghold og bliver afholdt i Las Vegas.

Sidste år var det 24. gang konkurrencen blev afholdt og her deltog 2904 teams bestående af omkring 73.000 studerende og 17.500 mentorer fra i alt 19 lande. Dette år deltager over 3100 hold, hvoraf seks er fra Europa, og i alt dyster mere end 78.000 studerende fra hele verden. Konkurrencerne er opdelt i både regionale og landsdækkende dyster, og ud over selve konkurrencemålet kæmper deltagerne også om at opnå priser inden for dyder som bl.a. konstruktion, opfindsomhed og design.

Normalt består de fleste hold af omkring 25 personer, men kan for så vidt bestå af alt fra 2-150 mennesker. Hvert hold har deres egne voksne mentorer, der eksempelvis kan udgøres af professionelle ingeniører, lærere, konstruktører eller videregående studerende på de tekniske uddannelser. Selve konkurrencen er opbygget af 8-10 kvalifikationsrunder fulgt af en række frasorteringsdyster, indtil kun de allerbedste hold er tilbage, og den endelige absolutte vinder kan udpeges. Præmierne er legater, stipendier og adgang til mere end 200 højere læreranstalter rundt i verden.

Der arbejdes koncentreret på det danske hold, der tæller både drenge og piger. Der arbejdes koncentreret på det danske hold, der tæller både drenge og piger.



Robotbyggere under strenge regler
I år hedder matchen Stronghold (fæstning) og er en dyst mellem to alliancer på hver tre hold. Allerede i januar fik de unge hold besked om årets konkurrencetema og regler i form af en såkaldt Kickoff-event, der blev live-streamed til alle konkurrencedeltagere. Samtidig fik de udleveret en grundpakke med konkurrencebestemte robotdele og software. Det er bestemt ikke gratis at deltage i den internationale dyst, selvom der er fastsat en øvre grænse for, hvad delene til en robot må koste. Det for indeværende fastsat til 4000 dollar (eller godt 20.000 kroner), og det danske hold har modtaget sponsorydelse fra det dansk baserede firma Universal Robots, der producerer robotter til industrien, og faktisk har betalt alt for de danske deltagere inkl. materialer, tilmeldingsgebyr, værktøj og endog rejse og ophold.

Inden dysterne går i gang, har hvert team – nationalt som internationalt – seks til syv uger til at designe, bygge, programmere og klargøre deres robot, der må veje op til 54 kg. Disciplinerne har hidtil bl.a. omfattet at skyde bolde og frisbee’er i mål, at hænge i barredskaber og balancere henad bomme. Betingelserne skifter fra år til år, så ingen hold når at opøve særlige fordele, omend de overordnede regler for såvel konkurren-cen som opbygningen af robotterne dog i store træk er de samme. I april måned hvert år udløber opbygningsfristen, og robotterne skilles ad og pakkes i forseglede kasser og sendes afsted. Herefter kommer de ikke frem i lyset igen før på selve konkurrencedagen.

FRC har i øvrigt det begreb, amerikanerne kalder “coopertition”, hvor teams kan samarbejde og konkurrere på én gang for på den måde at inspirere de unge til at skabe sig en karriere inden for teknik og videnskab. Det er heller ikke ualmindeligt, at teams hjælper hinanden under konstruktionen og opbygningen af deres robot forud for selve konkurrencen. Og så begynder arbejdet ellers med at konstruere en robot, der lever op til udfordringerne. Hvert hold bruger timer på at udtænke strategier, designe supplerende robotdele under hensyntagen til praktiske forhold som størrelse og vægt for til sidst at stå med en færdig konkurrencerobot. Dermed er anstrengelserne imidlertid ikke forbi, for holdene skal jo også kunne styre og manøvrere deres robot, og det kræver sindrig elektronik og software.

Middelalderkamp på software og robotteknik
Den 16,5 x 8 m store bane er delt i et rødt og et blåt område adskilt af en neutral hvid stribe, hvor der ligger “kampesten” i form af grå skumkugler med en diameter på 25 cm. Dette kasteskyts ligger parat ved konkurrencens start i den hvide stribe midt på banen, men hver robot må kun have én bold ombord ad gangen. Det gælder om at nedbryde det andet holds forsvarsværker og erobre deres borgtårn.

Hvert område omfatter en “gårdsplads”, hvorfra de konkurrerende holds robotter skal køre ud. Første udfordring er at forcere otte forsvarsværker af forskellig art, der kan kombineres på i alt 18.000 forskellige måder. Hver gang en robot kommer forbi et forsvarsværk, giver det point, og samtidig reduceres styrken af forsvarsværket med 50 %, hvilket indikeres med LED-lys i gulvet.

Sker det to gange, anses forsvarsværket for ødelagt, og hvis fire ud af fem forsvarsposter smadres, betragtes hele det ydre forsvarsanlæg som ødelagt. Derpå skal holdene forsøge at nå frem til modstanderens borgtårn. Hvert borgtårn har fem højtplacerede og to lavt placerede vinduer (der fungerer som mål for kasteskytset), og dertil kommer tre trappestiger og yderligere syv ramper, der er opstillet lige foran de to lavt placerede mål, hvilket jo ikke gør opgaven nemmere. Hver ”kampesten”, der rammer ind gennem et borgvindue, giver point og reducerer samtidig også tårnets styrke, til det efter otte fuldtræffere erklæres for så svækket, at robotterne kan nå hen til ramperne og indtage tårnet. Banen omfatter også en hemmelig passage, der lader kombattanterne hente frisk ammunition til deres robotter.

Den danske robot er bygget op omkring en metalramme, hvor alle komponenter er monteret på træplader. Den har 2x3 hjul og fire motorer. Til højre på billedet sidder den specialbyggede ”stenopsamler”. Den danske robot er bygget op omkring en metalramme, hvor alle komponenter er monteret på træplader. Den har 2x3 hjul og fire motorer. Til højre på billedet sidder den specialbyggede ”stenopsamler”.

”Tiden har været den største udfordring,” fortæller Kenneth Geisshirt M.Sc. og Ph.D, der er en af mentorerne for det unge nordiske hold. ”Seks uger er ikke meget tid til at sætte sig ind i reglerne og bygge en velfungerende robot. Ydermere har eleverne jo af praktiske grunde kun kunnet arbejde i weekenderne, og ingen på holdet kendte hinanden i forvejen.” Også konstruktionen af boldopfanger altså den robotdel, der skal opsamle kasteskytset fra jorden, drillede holdet. ”Reglerne foreskriver, at hvis der anvendes trykluft til formålet, er der en række meget præcise og svære krav, der skal overholdes,” fortæller Kenneth Geisshirt. Til sidst valgte eleverne helt at undgå trykluft.

Men også den trådløse kommunikation mellem driver station (altså computer og joystick) og selve robotten, der jo kører rundt ude på banen, var svær at få til at virke hensigtsmæssigt. Men efter en del timer, hvor både en mentor og en holddeltager satte alle kræfter ind, kom det til at virke.

Nu skal de unge deltagere så bare vente, til selve afholdelsen af kvalifikationsrunder, mellemrunder og finalerunder finder sted til sommer. Alt om DATA vil selvfølgelig vende tilbage og fortælle, hvordan det danske hold blev placeret.

Til opmuntring for mindretal
FIRST er resultatet af den amerikanske opfinder og iværksætter Dean Kamens ærgrelse over, at relativt få kvinder og unge fra forskellige minoritetsgrupper søgte ind på de videregående tekniske uddannelser. Sammen med MIT-fysikeren og professor emeritus Woodie Flowers beslutede han at gøre noget ved det, og fik den idé, at en kombination af konkurrence, sportsånd og teknik og videnskab måske var vejen til at gribe de unges engagement og interesse. Konkurrencen blev første gang afholdt i 1989.

Næsten lige mange drenge og piger
Det danske hold består af henholdsvis 12 elever:
Christoffer Müller
Amanda Fahrenholz Smith
Benjamin Muntz
Lily Li
Mads Frigaard
Laura Nøjgaard
Thomas Conrad
Tobias Bisgaard
Louise J. Sternholdt-Sørensen
Monica Hansen
Daniel Bacher Ringe
Hørđur Andreasen

og 5 mentorer:
Henrik Ehlert
Lars Ringe
Lars Paul Krølner
Kenneth Geisshirt
Peter Juel Henrichsen

Tre hold arbejder sammen mod tre andre hold om at forcere forsvarsforhindringerne og angribe modstanderens borgtårn. Tre hold arbejder sammen mod tre andre hold om at forcere forsvarsforhindringerne og angribe modstanderens borgtårn.